[发明专利]一种确定土壤压实程度的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于农业土壤耕作技术领域，特别涉及一种确定土壤压实程度的评价方法。

背景技术

土壤压实是一种由于内力或外力(载重、振动或压力)相互作用而导致土壤体积密度增加和土壤孔隙度降低的现象。

80年代以来，由于土壤侵蚀、大气污染、不合理耕作、放牧、过度开垦等原因，土壤生产力发生严重退化现象，可耕地面积逐年缩小。随着我国人口不断增加，日益增加的粮食需求与耕地减少的矛盾逐渐凸现出来，土壤质量或土壤健康成为农业可持续发展的重要因素。近年来，随着农机购置补贴和土地流转政策的大力实施，我国大中型农业机械保有量不断增加，大中型农机具田间工作时对土壤产生土壤压实。农田土壤压实逐渐成为制约农业可持续发展的重要原因。

发明内容

本发明的目的是提供一种确定土壤压实程度的评价方法,其特征在于，所述确定土壤压实程度的评价方法包括以下步骤：

1)建立综合指标体系：进行土壤压实试验后土壤物理特性指标的方差分析，根据方差分析确定土壤压实评价指标，将确定的评价指标分类组合形成一种层次结构，建立一个评价聚类因子的综合指标体系；

2)聚类因子权重确定：通过判断矩阵C确定各评价指标权重，应用层次分析法需要进行判断矩阵一致性检验，若具有满意一致性则不需要调整，否则需要调整判断矩阵最初取值；

3)土壤压实的综合评判：基于模糊综合判定的基本原理，综合评价土壤压实情况。

所述步骤1)中，所述代表土壤压实相关特征指标来源于行业标准或者相关文献中的研究结果，将所有与土壤压实相关的土壤特性指标形成一种层次结构，该层次结构为一级指标：1)土壤物理特性，2)水分特性，3)土壤力学特性；二级指标对应包括：1)土壤容重、土壤孔隙度；2)土壤水分特征曲线、土壤水分；3)土壤抗压强度、土壤剪切强度。

所述步骤2)中，所述聚类因子权重确定，包括以下步骤。

(a)建立判断矩阵，

采用Saaty T L教授提出的比例标度进行比较同一层的两两指标之间的重要程度，并赋予一定数值进行定量化，构成矩阵形式；如果认为土壤物理特性和土壤水分特性同样重要，则J_d13＝1，J_d31＝1；若认为土壤物理特性比土壤水分特性稍微重要则J_d13＝3，J_db31＝1/3；其中J为比例标度；d表示层次；d13中的数字1、3表示d层次中的元素；两两判断矩阵中各元素的数值大小通过专家评估所得，其中比例标度如下表1所示：

表1比例标度的量化比较

判断矩阵：

C是指c层次相对于d层次的判断矩阵

(b)计算各判断矩阵的最大特征值

利用计算判断矩阵最大特征值λ^(k)_max和它的标准化特征向量

W^(k)＝(C^(k)₁,C^(k)₂,…,C^(k)_m)，特征向量W^(k)满足

CW^(k)＝λ^(k)_maxW^(k)

B_k与C_j指标无关时，C^(k)_j＝0；单一指标B_k下的下层指标C₁，C₂，…，C_m的单权重为C^(k)₁,C^(k)₂,…,C^(k)_m

(c)致性检验

判断矩阵的最大特征值：

一致性比例

R₁为平均随机一致性指标，其大小与矩阵阶数有关，具体如下表所示